空地激光通信的空中通信終端初始指向誤差的野外測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空地激光通信的空中通信終端初始指向誤差的野外測(cè)試方法，屬 于空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 與其他通信方式相比，空間激光通信具有眾多優(yōu)點(diǎn)，因此，我國(guó)和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家十 分重視，并已經(jīng)開(kāi)展了不同鏈路的激光通信技術(shù)與系統(tǒng)的研宄。相對(duì)于其它激光通信鏈路， 空地激光通信鏈路被認(rèn)為是最復(fù)雜的鏈路之一，因此，開(kāi)展研宄的時(shí)間較晚。隨著空中激 光通信終端的重要性日漸突出，以空中通信終端為節(jié)點(diǎn)的空地激光通信鏈路已成為研宄熱 潮。
[0003] 對(duì)于空地激光通信系統(tǒng)，由于通信終端的初始指向誤差受到通信距離、GPS/INS捷 聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)試誤差、數(shù)據(jù)的傳輸延遲、通信終端間的相對(duì)速度等眾多因素的影響，導(dǎo)致 空地激光通信系統(tǒng)的捕獲不確定區(qū)域比較大，而捕獲不確定區(qū)域的大小直接影響捕獲方式 和掃描方法的選擇，進(jìn)而會(huì)影響捕獲時(shí)間和捕獲概率。眾所周知，快速高概率的捕獲技術(shù)是 空間激光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，為了盡量減少捕獲不確定區(qū)域，對(duì)通信終端的初始指向誤 差進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估是十分有意義的。
[0004] 通信終端性能指標(biāo)的測(cè)試方法可以分為室內(nèi)測(cè)試和野外測(cè)試，其中室內(nèi)測(cè)試方法 需要通過(guò)仿真模擬野外工作環(huán)境，因此，測(cè)試結(jié)果并不能完全真實(shí)反映系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指 標(biāo)；野外測(cè)試由于處于真實(shí)的工作環(huán)境，因此，可以得到更加準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，有利于對(duì)通 信系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)。目前，對(duì)于空間激光通信系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)試，主要包括捕獲 時(shí)間、捕獲概率、跟蹤精度、誤碼率和大氣信道的影響情況等，尚未發(fā)現(xiàn)初始指向誤差的測(cè) 試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種空地激光通信的空中通信終端初始指向誤差的野外 測(cè)試方法，其在進(jìn)行野外空地激光通信過(guò)程中，為了對(duì)空中通信終端的初始指向誤差進(jìn)行 有效評(píng)估，分析各因素對(duì)初始指向誤差的影響情況，以減少捕獲不確定區(qū)域，縮短捕獲時(shí) 間。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：空地激光通信的空中通信終端初始指向誤差的 野外測(cè)試方法，由空中通信終端、地面通信終端、空中控制系統(tǒng)、地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)、空中 數(shù)傳電臺(tái)、地面數(shù)傳電臺(tái)、空中GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)、地面GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)組成；其 特征在于：空中通信終端、空中數(shù)傳電臺(tái)和空中GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)都通過(guò)電纜與空中 控制系統(tǒng)連接，地面通信終端、地面數(shù)傳電臺(tái)和地面GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)都通過(guò)電纜與 地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)連接。
[0007] 其具體步驟如下： 步驟1、空地動(dòng)態(tài)激光通信所有工作單元分別通電自檢，進(jìn)入工作狀態(tài)； 步驟2、地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)接收地面GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的地面GPS/INS數(shù)據(jù) 和地面通信終端的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將地面GPS/INS數(shù)據(jù)和地面控制命令數(shù)據(jù)通過(guò)地面數(shù) 傳電臺(tái)發(fā)送給空中數(shù)傳電臺(tái)，然后由空中控制系統(tǒng)接收，地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)送的控制 命令信息包的詳細(xì)定義如表所示，該信息包也是控制控制系統(tǒng)接收的信息包； 步驟3、空中控制系統(tǒng)接收空中GPS/INS捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的空中GPS/INS數(shù)據(jù)和空中 通信終端的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將空中GPS/INS數(shù)據(jù)和空中通信終端的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)空 中數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送給地面數(shù)傳電臺(tái)，然后由地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)接收，空中控制系統(tǒng)發(fā)送的 狀態(tài)信息包的詳細(xì)定義如表所示，該信息包也是地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)接收的信息包； 步驟4、地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)控制地面通信終端發(fā)射地面粗信標(biāo)光，并通過(guò)地面數(shù)傳電 臺(tái)向空中控制系統(tǒng)發(fā)送發(fā)射空中粗信標(biāo)光命令數(shù)據(jù)，即表1中Byte27為0x02 ; 步驟5、如果空中控制系統(tǒng)通過(guò)空中數(shù)傳電臺(tái)接收到發(fā)射空中粗信標(biāo)光命令數(shù)據(jù)，空中 控制系統(tǒng)控制空中通信終端發(fā)射粗信標(biāo)光； 步驟6、如果空中粗信標(biāo)光處于發(fā)射狀態(tài)，即表2中Byte26為0x02,地面遙控與監(jiān)視 系統(tǒng)控制地面通信終端進(jìn)行隨動(dòng)指向；如果地面粗信標(biāo)光處于發(fā)射狀態(tài)，地面遙控與監(jiān)視 系統(tǒng)通過(guò)地面數(shù)傳電臺(tái)向空中控制系統(tǒng)發(fā)送空中隨動(dòng)指向命令數(shù)據(jù)，即表1中Byte26為 0x04 ； 步驟7、如果空中控制系統(tǒng)通過(guò)空中數(shù)傳電臺(tái)接收到空中隨動(dòng)指向命令數(shù)據(jù)，空中控制 系統(tǒng)控制空中通信終端隨動(dòng)指向； 步驟8、如果地面通信終端和空中通信終端都處于隨動(dòng)指向狀態(tài)，地面遙控與監(jiān)視系 統(tǒng)4通過(guò)地面數(shù)傳電臺(tái)向空中控制系統(tǒng)發(fā)送空中掃描捕獲命令數(shù)據(jù)，即表1中Byte26為 0x03 ； 步驟9、如果空中控制系統(tǒng)通過(guò)空中數(shù)傳電臺(tái)接收到空中掃描捕獲命令數(shù)據(jù)，空中控制 系統(tǒng)控制空中通信終端進(jìn)行掃描捕獲； 步驟10、如果空中通信終端成功捕獲到地面粗信標(biāo)光，地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)控制地面 通信終端切換到精信標(biāo)光狀態(tài)； 步驟11、如果地面通信終端處于精信標(biāo)光狀態(tài)，地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)地面數(shù)傳電 臺(tái)向空中控制系統(tǒng)發(fā)送空中精跟蹤命令數(shù)據(jù)； 步驟12、如果空中控制系統(tǒng)通過(guò)空中數(shù)傳電臺(tái)接收到空中精跟蹤命令數(shù)據(jù)，空中控制 系統(tǒng)控制空中通彳目終端啟動(dòng)空中精跟蹤； 步驟13、如果空中精跟蹤處于穩(wěn)定狀態(tài)，即表2中Byte28為0x95,地面遙控與監(jiān)視 系統(tǒng)通過(guò)地面數(shù)傳電臺(tái)向空中控制系統(tǒng)發(fā)送空中粗精信標(biāo)光切換命令數(shù)據(jù)，，即表1中 Byte27 為 0x01 ; 步驟14、如果空中控制系統(tǒng)通過(guò)空中數(shù)傳電臺(tái)接收到空中粗精信標(biāo)光切換命令數(shù)據(jù)， 空中控制系統(tǒng)控制空中通信終端切換到精信標(biāo)光狀態(tài)； 步驟15、如果空中通信終端處于精信標(biāo)光狀態(tài)，地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)保存地面通信終 端工作狀態(tài)數(shù)據(jù)中的空中精信標(biāo)光在粗跟蹤視場(chǎng)中的脫靶量，該脫靶量就是空中通信終端 的初始指向誤差； 通過(guò)以上步驟實(shí)現(xiàn)了對(duì)空地激光通信空中通信終端的初始指向誤差的野外測(cè)試。
[0008] 本發(fā)明的積極效果是可以對(duì)空中通信終端的初始指向誤差進(jìn)行科學(xué)有效的野外 測(cè)試；在測(cè)試過(guò)程中獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)有助于分析相對(duì)速度、時(shí)間等因素對(duì)空中通信終端的 初始指向誤差的影響情況。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是空地激光通信空中通信終端初始指向誤差野外測(cè)試方法所需設(shè)備構(gòu)成圖。 此圖也是說(shuō)明書(shū)摘要附圖。其中為空中通信終端，2為地面通信終端，3為空中控制與監(jiān) 視系統(tǒng)，4為地面遙控與監(jiān)視系統(tǒng)，5為空中